JPH0343863B2 - - Google Patents

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JPH0343863B2
JPH0343863B2 JP60140700A JP14070085A JPH0343863B2 JP H0343863 B2 JPH0343863 B2 JP H0343863B2 JP 60140700 A JP60140700 A JP 60140700A JP 14070085 A JP14070085 A JP 14070085A JP H0343863 B2 JPH0343863 B2 JP H0343863B2
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JP
Japan
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motor
power
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JP60140700A
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Japanese (ja)
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JPS6130995A (en
Inventor
Maachin Esuperaaji Hooru
Maikeru Nowaku Jeemusu
Rinzei Ripitsuto Debitsudo
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS6130995A publication Critical patent/JPS6130995A/en
Publication of JPH0343863B2 publication Critical patent/JPH0343863B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/40Synchronisation of generators for connection to a network or to another generator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

関連出願との関係 この出願は1984年7月2日出願の米国特許出願
第626999号、同第626982号及び同第627000号と関
連を有する。 発明の背景 この発明は電源母線から直接的に電力を受取る
状態から固体(solid−state)インバータから電
力を受取る状態に交流電動機を切換えると共に、
固体インバータから電力を受取る状態から電源母
線から直接的に電力を受取る状態に交流電動機を
切換える制御に関する。 ガスタービンの静止形始動装置の様な或る用途
では、可変速度固体電力変換器の目的はデイーゼ
ル機関の代りになることである。これがタービ
ン/発電機を自立速度まで持つて来て、この速度
になつた時にタービンを点弧し、発電機を電力網
と同期させてこの電力網に切換えることが出来る
様な速度まで高める。固体電力変換器を使う方式
の利点は、1個の変換器を用いて、1台のタービ
ンを始動し、その後他のタービンの始動に切換え
ることが出来ることである。 例えば可変速フアン及びポンプ駆動装置の様な
他の用途では、電力変換器を用いて可変速動作を
達成するが、高速での持続的な運転の為に電動機
を電源母線に切換えることが望ましいことがあ
る。こういう駆動装置は、電力変換器が故障した
場合、支援装置が電動機を電源母線に切換えて、
或る機械的スロツトル手段によつてプロセスを制
御する様に設計されているという様な重要な用途
に使われる場合が多い。この場合、電力変換器が
故障しているから、切換えは無衝撃(bumpless)
に行なうことが出来ず、電力変換器は回路外に切
離され、電動機は電力線路に切換えられる。 無衝撃の切換えは、電動機、インバータ又は電
源母線に望ましくない過渡電流を生じることのな
い切換えと定義する。故障していない電力変換器
の通常の切換えは、電動機の電圧と位相を電源母
線と等しくし、その後電動機を電源母線に対して
メーク・ビフオ・ブレーク(make−before−
break)式に切換えることによつて、無衝撃で行
なわれる。そこで残り半分の問題は、やはり無衝
撃で、電動機を電源母線から電力変換器に切換え
ることが出来る様にすることである。 この発明の目的は、何れも変換器の点弧を制御
する為に位相固定ループ(phase−locked loop)
を用いる電源側変換器及び負荷側変換器を持つ電
動機駆動装置で、余分のハードウエアを必要とせ
ずに、電動機を電力コンデイシヨから電源母線へ
又は電源から電力コンデイシヨナへ無衝撃に切換
える制御を提供することである。 発明の要約 この発明の1面では、電力コンデイシヨナの電
源側変換器及び負荷側変換器が夫々の点弧を制御
する為に各々位相固定ループを用いている様な電
力コンデイシヨナから給電されている交流電動機
を電源母線に同期させる方法を提供する。この方
法は、電源側変換器の位相固定ループを積分電源
母線電圧と同期させ、負荷側変換器の位相固定ル
ープを電動機磁束と同期させる工程を含む。次
に、両位相固定ループの出力の間の位相誤差を決
定して増幅する。増幅した位相誤差及び速度調整
器の設定値を加算する。速度調整器の設定値は電
源母線の周波数であり、この為速度調整器がイン
バータ周波数調整器になる。電源側電圧を積分電
動機の圧と比較し、その差を磁束調整器に供給す
る。この磁束調整器が磁束を変えて、この差を減
少させる。この後、交流電動機を電源母線に切換
える。 この発明の別の1面では、電源母線から給電さ
れている交流電動機を電力コンデイシヨナに同期
させる方法を提供する。電力コンデイシヨナの電
源側及び負荷側変換器が夫々の変換器の点弧を制
御する為に各々位相固定ループを使つている。こ
の方法は、電動機がまだ電源母線に結合されてい
る間に、電力コンデイシヨナの変換器の制御可能
なスイツチを点弧せずに、電力コンデイシヨナを
電源母線に結合する工程を含む。速度調整器は不
作動にする。電源側変換器の位相固定ループを積
分電源母線電圧と同期させ、負荷側変換器の位相
固定ループを電動機磁束と同期させる。次に電動
機電流を測定し、それを使つて電源側及び負荷側
変換器に対するトルク指令を発生する。トルク指
令に応答して、負荷側変換器の制御可能なスイツ
チを点弧する。電源側変換器によつて供給される
電流が、トルク指令に応答して、電動機に供給さ
れているのと同じ値まで上向きの傾斜で増加させ
られる。電力コンデイシヨナによつて供給される
電流を電動機の電流と比較する。電力コンデイシ
ヨナによつて供給される電流及び電動機の電流が
同じになつた時、電源母線を電動機から切離す。
電力コンデイシヨナの速度調整器及び磁束調整器
が、電源母線が切離されるのと同時に作動され
る。速度調整器の出力は現在供給されている電流
の値に初期設定され、磁束調整器の設定値はトル
ク対磁束プロフイールによつて指令された値まで
下向きの傾斜で減少させる。 この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の
範囲に記載してあるが、この発明の構成、作用並
びにその他の目的及び利点は、以下図面について
説明する所から、最もよく理解されよう。 発明の詳しい説明 第1A図乃至第1D図には、2つの並列の変換
器を含む誘導電動機駆動装置が示されている。並
列の第1の変換器は、この実施例では位相制御整
流器1である電源側変換器と、この実施例では電
流制御の自動逐次転流形インバータ2である負荷
側変換器とで構成されている。電動機動作の間、
位相制御整流器1は直流線路リアクトル5を介し
てインバータ2に大きさが可変の直流電流を供給
する。並列の第1の変換器をこの明細書ではマス
ター・チヤンネルとも呼ぶ。並列の第2の変換器
はスレーブ・チヤンネルと呼ぶが、これはマスタ
−・チヤンネルと同じ素子、即ち位相制御整流器
1′及び自動逐次転流形インバータ2′を直流線路
リアクトル5′で結合して構成されている。3角
結線の1次側と3角結線の2次側及びY結線の2
次側を持つ3相変圧器7が外部3相電源をマスタ
ー及びスレーブ・チヤンネルに夫々結合する。イ
ンバータ2,2′が、Y形結線及び3角結線の1
次側と3角結線の2次側を持つ3相変圧器11を
介して、誘導電動機9に対して12パルス6相電力
を供給する様に動作する。Y結線の1次側がマス
ター・チヤンネルのインバータ2に結合され、3
角結線の1次側がスレーブ・チヤンネルのインバ
ータ2′に結合される。 指令速度ωr *が交流電動機駆動制御装置に対す
る入力信号であつて、スイツチSW1を介してレ
ート(rate)制限器18に供給される。レート制
限器の出力が加算器19で速度基準信号ωrと比
較される。速度基準信号ωrは、マスター・チヤ
ンネルの電動機電流、磁束及び点弧角から、滑り
計算器20で滑りを計算し、この滑りをスイツチ
SW2を介して加算点21に結合し、これを加算
点21で、誘導電動機9に供給される電力の周波
数ωeから減算することによつて発生される。加
算点19から出る誤差信号が、sをラプラース演
算子として、k(1+τs)/sという伝達関数を
持つ速度調整器回路25に供給される。速度調整
器の出力がトルク指令T*である。このトルク指
令がスイツチSW4を介して3つの制御通路に送
られる。 上側の制御通路は2つの位相制御整流器1,
1′の電流を制御する。中心の制御通路は、イン
バータ2,2′にあるスイツチング装置の点弧を
制御することにより、誘導電動機9の磁束を制御
する。中心の通路は、上側及び下側の通路に供給
されるトルク指令T*に対して磁束補正を加える。
関数ブロツク33がトルク基準信号T*を磁束指
令ψ*に変換する。関数ブロツク33で実施され
る機能は、トルクがゼロの時に一定レベルの磁束
が必ず得られる様にする為のオフセツトを加える
ことである。磁束指令がスイツチSW3を介して
加算点35に供給され、そこで磁束信号ψpと比
較されて、磁束誤差信号を形成する。磁束信号
ψpは、インバータ2の出力電圧を積分器37で
積分し、この信号をピーク検出器38に通すこと
によつて決定される。加算点35の出力が利得ブ
ロツク41及びスイツチSW5を介してリミツタ
43に供給される。リミツタ43の出力が、関数
ブロツク36から出力されるトルク指令T*の大
きさと共に、加算点45に供給される。リミツタ
43の出力は、磁束が指令された値と異なる時、
電流指令を調節して、トルク及び指令トルクが両
方共ゼロに近い時、上側の電流制御通路を磁束調
整器に変換する。 利得ブロツク41からの磁束誤差信号がオフセ
ツト関数ブロツク47にも供給される。ブロツク
47からの出力信号が下側の制御通路にある掛算
器49に結合される。オフセツト関数ブロツク4
7は、磁束誤差信号がゼロである時、1の出力を
発生する。オフセツト関数ブロツク47の出力
は、指令された磁束が実際の磁束より大きい時、
1より小さくなつて、電動機電流と磁束との間の
角度を減少させ、利用し得る電流の内のより多く
を磁束発生軸に転換する。 加算点45からの磁束補正電流信号が関数ブロ
ツク51に供給され、これが電流指令I*を発生す
る。この電流指令が加算点53で電流帰還信号
IFBと比較される。電流帰還信号は、マスター・
チヤンネルの位相制御整流器1に給電する3本の
線路の各々に設けられた電流センサ55から得ら
れる絶対値ブロツク57が3つの感知された線路
電流を受取り、3つの信号の大きさを表わす電流
帰還信号IFBを発生する。 電流調整器59は、比例+積分形調整器にする
ことが出来るが、加算点53からの電流誤差に応
答して、電圧指令信号V*を発生する。電圧から
点弧角への変換器61は、ルツクアツプ・テーブ
ルで構成することが出来るが、スイツチ60を介
して受取つた電圧指令V*に応答して、点弧角指
令α*を発生する。 位相固定ループ積分器、ゼロ交差検出器、セル
点弧ブロツク及び減数計数器を含む、位相制御サ
イリスタ・ブリツジに対する点弧回路は、米国特
許第449087号に記載されているものと同じであ
る。位相制御サイリスタ・ブリツジに供給された
3相線間電圧が積分器63で積分され、積分電圧
のゼロ交差がブロツク65で決定されて、線路周
波数の6倍の周波数を持つ同期パルス列を位相固
定ループ67に対して形成する。線間電圧を積分
する為に利用し得る好ましい形の装置は、米国特
許第4399395号に記載された回路で構成される。
この回路は、各相電流が個々のサイリスタの適当
な点弧によつて1つの相から別の相に切換わる時
間の間、各相電圧の波形に現われる転流ノツチに
よつてくずれた線路間電圧波形を再生する様に作
用する。この発明で好ましい線間電圧の再生は、
転流ノツチを持つ少なくとも1つの積分した線間
電圧と、2つの相電流の差から導き出した少なく
とも1つの「3角」電流に転流インダクタンスを
表わす倍数を乗じたものに対応する信号とを加算
することによつて発生した複合波形で構成され
る。 ゼロ交差信号が発生する時、位相固定ループ6
7にある時間計数器を読取る。この時の時間計数
器の正しい読みが判つており、実際の値及び正し
い値の間の差が位相誤差を表わし、これがソフト
ウエアの比例+積分形調整器を通過する。調整器
の出力は、位相制御サイリスタ・ブリツジに供給
される線間電圧の基本周波数の512倍のクロツク
周波数を位相固定ループの計数器から発生する様
に、位相固定ループの計数器に対する高周波クロ
ツクを除算する時に用いる値を表わす。基本周波
数の512倍の周波数は、基本周波数の0.703゜の角
度分解能を持ち、減数計数器69に対するクロツ
ク周波数として作用する。指令点弧角α*がルツ
クアツプ・テーブル71からのセル・オフセツト
に加算される。ルツクアツプ・テーブルにより、
点弧すべき次のセルの対を表わす変数PHに基づい
て、6つのオフセツトの内の1つが得られる。セ
ルを点弧する度に、変数PHを増数する。 この明細書で云うセルと云う言葉は、変換器内
の制御可能なスイツチ、即ちサイリスタを指す。
全体で1乃至6の値をとり得る変数PHは、下記の
表で示す様に、どのセルの対を次に点弧すべきか
を表わす。 PH オンのセル番号 1 6と1 2 1と2 3 2と3 4 3と4 5 4と5 6 5と6 変換器1,3のブリツジのセルは、その点弧順
序に従つて下記の様な番号が付されている。 1 3 5 4 6 2 A相がセル1及び4の間に接続され、B相がセ
ル3及び6の間に接続され、C相がセル5及び2
の間に接続される。各々の変数PHの持続時間が
60゜であり、各セルが120゜の高周波パルス列によ
つて点弧される。 電源側の位相固定ループ67内にある時間計数
器の現在のカウントが加算点68で減算され、そ
の結果得られた値が減数計数器69に装入され
る。減数計数器69が0に達すると、セル点弧ブ
ロツク75に信号が送られ、このブロツクがマス
ター・チヤンネル内にある位相制御整流器1の適
当なサイリスタの対を点弧し、ブロツク73で変
数PHを増数するための信号を送る。マスター・チ
ヤンネルとスレーブ・チヤンネルの間で負荷の適
当な平衡が保証される様にする為、素子53′,
55′,59′,60′,61′,68′,69′,7
1′,73′,75′で構成された別個の電流調整
器が、スレーブ・チヤンネルの位相制御整流器
1′に結合される。こゝでダツシを付して表わし
た素子は前に述べた同等の素子と同じ様に構成さ
れ且つ作用するが、加算点53′に対する電流帰
還信号がスレーブ・チヤンネルの位相制御整流器
から送られ、加算点68′で点弧角30゜のオフセツ
トが導入され、セル点弧ブロツク75′から次の
サイリスタの対を点弧する為のセル点弧信号が、
スレーブ・チヤンネルの位相制御整流器1′に結
合される点が異なる。 下側の制御通路にある電動機電流磁束角度発生
器77が、トルク指令T*を受取り、電動機電流
と電動機磁束との間の所望の角度を発生する。こ
の電動機電流磁束角度が、利得ブロツク41から
の磁束誤差信号に応じて、掛算器49で修正され
る。この結果得られる電動機電流磁束角度が、電
動機電流磁束角度から点弧角αへの変換器79
で、同等の点弧角αに変換される。点弧角αが加
算器81でルツクアツプ・テーブル83によつて
決定されたオフセツトに加算される。このルツク
アツプ・テーブル83は、点弧すべき次のセルの
対を表わす各々の変数PHの値に対して1つずつ、
6つのオフセツトを持つている。変数PHが、イン
バータ2が点弧される度に増数される計数器84
から得られる。加算器81の出力は、配列を点弧
するまでの無補正の時間であり、これはマスタ・
チヤンネルにある自動逐次転流形インバータ3
で、負荷側の次の1対のセルを点弧するまでの時
間(角度の度数で表わす)に対応する。 加算器87では、電流制御の転流回路により、
点弧される時のサイリスタの電流ピツクアツプの
遅延を補償する為に、配列を点弧するまでの無補
正の時間から遅延角(度数で表わす)が減算され
る。この遅延角は、電流センサ89を用いて、マ
スター・チヤンネルのインバータからの3つの線
路電流a,b,cを測定することによつて
決定される。差電流ab,bc,caが、線路
電流から3角結線電流への変換ブロツク91で決
定される。ゼロ交差検出器93が、差電流のゼロ
交差が生じた時のデイジタル信号と、ゼロ交差を
持つ差電流を表わす3ビツト・セグメント数を発
生する。ゼロ交差検出器からのこれら2組の信号
が線路電流ピツクアツプ検出器95に供給され、
この検出器は、最後のゼロ交差及び電流ピツクア
ツプの時刻に関連するのはどのサイリスタの点弧
であるかを決定する。実際の電流のゼロ交差と所
期のゼロ交差との間の差が加算器97で決定され
る。遅延角が積分器99に入力され、積分器の出
力が、夫々0゜及び120゜の上限及び下限を持つリミ
ツタ回路101でクランプされる。加算器87か
らの「点弧までの時間」信号が、加算器105
で、位相固定ループ103の現在のカウントだけ
減じられ、「残り時間(time to go)」を決定す
る。残り時間が減数計数器107に装入される。
この減数計数器は、位相固定ループ103からの
クロツク信号によつてクロツク動作をする。減数
計数器107の時間が切れた時、セル点弧ブロツ
ク111が、マスター・チヤンネル内のインバー
タ2にある次の1対のセルを点弧する。積分器3
7、ゼロ交差検出器109、セル点弧回路111
及び減数計数器107は、上側の制御ループにつ
いて述べた対応する点弧回路と同様に動作する。
スレーブ・チヤンネルにあるインバータ2′に対
する点弧時刻を決定する為、加算器105からの
残り時間が加算器110で30゜信号と加算されて、
マスター・チヤンネルのインバータ2から電気角
で30゜後に、スレーブ・チヤンネルのインバータ
2′を点弧する。第1D図に示す様に出力変圧器
11が接続されている場合、スレーブ・チヤンネ
ルの変数PHはマスター・チヤンネルより1カウン
トだけ進んでいる。もし変圧器11の出力を、3
角結線の2次側がマスター・チヤンネルに接続さ
れ、Y結線の2次側がスレーブ・チヤンネルに接
続される様に結線すれば、スレーブ・チヤンネル
の変数PHはマスター・チヤンネルの変数PHの値よ
り遅れる。調節された残り時間が、位相固定ルー
プ103によつてクロツク動作が行なわれる減数
計数器107′に装入される。減数計数器10
7′の時間が切れると、点弧ブロツク111′がス
レーブ・チヤンネルにあるインバータ2′の次の
1対のセルを点弧する。電源側点弧制御装置の遅
延補償を含めた動作について詳しいことは前掲の
米国特許出願第626999号にに記載されている。 変圧器11のY結線及び3角結線の1次側が
30゜の相対的な位相変位を持つ様にして、2つの
並列の変換器から3相電動機に給電する場合を例
示したが、変圧器によつて30゜の移相を導入する
ことなく、6相電動機に給電することも可能であ
る。6相電動機を使う時、各々のインバータの出
力を異なる一組の3相巻線に結合する。 過電流又はシユートスルーの様な故障状態が一
方又は両方のチヤンネルで起り、ブロツク113
で検出された時、信号がスイツチ制御器115に
供給されると共に、2入力オア・ゲート117の
一方の入力を介してスイツチ制御器115′に供
給され、スイツチ60,60′が、夫々の電流調
整器59,59′の代りに、電圧指令から角度指
令への変換器61,61′を反転限界ブロツク1
19からの反転限界指令に結合する。反転限界指
令は、位相制御整流器1,1′に供給される点弧
パルスが反転限界まで位相制御整流器に送られる
様にし、こうして2つのインバータ2,2′に対
してゼロ電流を供給する。 軽負荷状態の際、インバータ2の適正な転流を
保証する為、6パルス・モード・ブロツク121
がトルク指令信号T*及び回転子速度信号ωrを受
取り、速度が予定の値を越え且つトルクが予定の
値より小さいことによつて判定される様な軽負荷
の高速状態が存在する時、スイツチ60′をスイ
ツチ制御器115′によつて切換えさせて、電圧
指令から点弧角指令への変換器60′を反転限界
に結合する。1つのチヤンネルだけが高速の軽負
荷状態で動作している時、残りのインバータ2の
負荷が増加し、その転流時間を120゜未満に抑え、
安定な動作を保証する。以上は可変速度電動機動
作の場合の第1A図乃至第1D図の構成を説明し
たものである。次に同期に関する第1A図乃至第
1D図の駆動形式を説明する。同期は、交流電動
機を直接的に電源に切換える直前の時間である
が、その間、電源母線電圧と電動機電圧の間の位
相誤差が、位相固定ループ67及び103からの
信号θS及びθLの間の瞬間的な差によつて直接的に
求められる。信号θS,θLが加算器125で比較さ
れ、その結果得られる位相誤差が単純な利得ブロ
ツク127及びスイツチSW4を介して加算器1
29に送られる。指令速度ωr *ではなく、位相固
定ループ67からの速度指令ωS YNCがスイツチ
SW1を介してレート制限器18に結合される。
レート制限器18の出力が加算器129で利得ブ
ロツク127の出力と加算される。スイツチSW
2が滑り計算器20を切離す。速度誤差が加算器
19で決定される。ブロツク131からの電源電
圧VSの絶対値に利得ブロツク133で適当な倍
率を掛けたものを、積分した電動機電圧の絶対値
と比較することにより、電源母線と電動機の間の
電圧振幅誤差が得られる。スイツチSW3は、関
数ブロツク33を切離し、このスイツチにより、
電源電圧に適当な倍率を掛けた絶対値kVSが加算
点35に結合される。この代りに、電源電圧VS
を積分して、その絶対値を決定し、電動機磁束と
比較することが出来る。加算点35からの誤差が
磁束調整器41に結合される。通常、磁束調整器
の設定値は、ブロツク25の速度調整プロフイー
ルの指示により、ブロツク33のプログラムされ
た磁束対トルク・プロフイールから決定される。 インバータ接触器135は、このインバータ接
触器が閉じた時に、変圧器11の2次側を誘導電
動機9に結合する。側路接触器137は、この側
路接触器137が閉じた時、3相電源母線を誘導
電動機9に結合する。側路接触器137を閉じる
前、電源電圧が変圧器(図に示してない)によつ
て測定され、この電圧が増幅器139の反転入力
に結合され、変圧器(図に示してない)によつて
測定された電動機電圧が増幅器139の非反転入
力に結合される。増幅器139からの差信号の絶
対値が絶対値回路141で決定される。比較器1
43が絶対値回路の出力を基準レベルと比較し、
電源電圧及び電動機電圧が等しければ、論理1を
発生する。インバータ接触器を閉じる前、マスタ
ー・チヤンネルのインバータ電流の絶対値IML
びスレーブ・チヤンネルのインバータ電流の絶対
値ISLが加算器145で電動機電流の絶対値IMと比
較される。電流センサ89によつて3相電流に結
合された絶対値回路147により、マスター・チ
ヤンネルのインバータ電流の絶対値が決定され
る。電流センサ151によつて3相電流に結合さ
れた絶対値回路149により、スレーブ・チヤン
ネルのインバータ電流の絶対値が決定される。電
流センサ155により電動機の3相電流に結合さ
れた絶対値回路153により、電動機電流の絶対
値が決定される。加算器145からの差信号が絶
対値回路157に結合される。比較器159が絶
対値回路159の出力を一定の基準レベルと比較
し、電動機電流がマスター及びスレーブ・チヤン
ネルのインバータ電流の和に等しい場合、論理1
を発生し、電動機電流がマスター及びスレーブ・
チヤンネルのインバータ電流の和に等しくない
時、論理0を発生する。 電動機を電源母線から電力コンデイシヨナに切
換える同期外しの際は、インバータ接触器135
を閉じてインバータ2,2′を電動機に接続する。
スイツチSW5を開いて磁束調整器41を不作動
にする。スイツチSW4は、速度指令ではなく、
レート制限器161を通過した電動機電流IMに基
づいて、トルク指令を発生する位置にある。比較
器159は、インバータ電圧が全電動機電流を供
給し得る位に増加して、側路接触器137を開路
することが出来る時を判定する為の検査をする。 第1図のブロツク図の内、位相制御整流器1,
1′を点弧する為に加算器19からの速度誤差信
号に応答する構成部分のデイジタル形の構成が第
2A図に示されている。次に第2A図について説
明すると、PLM 86言語でプログラムされたイン
テル社製の80286型マイクロプロセツサ(MP)
222が示されており、これはインテル社製の
8259A型割込みコントローラ223によつて制御
される内蔵割込みプログラムを持つている。コン
トローラ223が周知の様に割込みを発生し、こ
れによつてマイクロプロセツサ222が或るタス
ク又は計算を実行し、典型的には将来の或る事象
を実行するまでの時間を減数計数器に貯蔵する。
減数計数器がゼロに達すると、計数器が別の割込
みを発生し、これがその事象を開始し、この後、
計数器には次の事象を実行するまでの時間が再び
装入される。 第2A図について説明すると、ソフトウエア形
式の位相固定ループが示されており、4つの計算
器を用いている。即ち、位相固定ループ(PLL)
計数器224、時間計数器225、マスター点弧
計数器226及びスレーブ点弧計数器227であ
る。動作について説明すると、位相固定ループ計
数器124によつて可変周波数の源を作る為、ク
ロツク発振器(OSC)229からの4.9152MHzの
出力パルスを、マイクロプロセツサ222からデ
ータ母線230を介して送られる信号「プリセツ
トN」によつて定められた値Nで除す。計数器2
24の出力は、次の様にして、個々の磁束波
ψ′ca,ψ′ab,ψ′bcの周波数の512倍の周波数に保
たれる様になつている。 時間計数器225が最初は値512にセツトされ、
計数器224からのクロツク・パルス毎に1だけ
減数される。計数器225が1まで減数すると、
512にリセツトされる。この為、計数器225は、
磁束波形に対する位相角の目安を与える。時間計
数器225のカウントがデータ母線231を介し
てマイクロプロセツサ222に送られ、そこで点
弧マスク・バツフア232,233を介して位相
制御調整器のサイリスタ(図に示してない)を点
弧する為の位相基準として使われる。疑似磁束波
形ψ′ca,ψ′ab、ψ′bcをゼロ交差検出器234に
通し、この検出器で磁束波がゼロを通過する度に
同期パルスを発生することにより、同期が達成さ
れる。これらのパルスが割込みコントローラ22
3に供給され、これがマイクロプロセツサ222
に割込んで、クロスオーバ・サービス・プログラ
ムを開始する。ゼロ交差検出器234は、電動機
磁束波形の相対的な符号を表わす3ビツト数をも
発生し、この数がマイクロプロセツサ222に送
られ、そこで読取られて、どのゼロ交差によつて
割込みパルスが発生したかを確認する為に使われ
る。ゼロ・クロスオーバ・サービス・プログラム
が時間計数器225の値を読取り、それを特定の
磁束波の交差に対する正しい値と比較して、計数
器225と磁束数の間の位相誤差を発生する。こ
の誤差が新しい「プリセツトN」の他を計算する
為に使われ、この値が位相固定ループ計数器22
4に装入される。 位相制御調流器1,1′にある各々のサイリス
タ・セル点弧のタイミンングが、点弧計数器22
6,227によつて定められる。マスター点弧計
数器226がゼロまでクロツク動作によつて減数
すると、マスター・トリガ割込み信号が発生さ
れ、割込みコントローラ223に供給されると共
に点弧マスク・バツフア232にも供給される。
このバツフアにはマスター・チヤンネルの位相制
御整流器1の次に点弧すべきセルの対に対する適
当なマスクがマイクロプロセツサ222から装入
されている。同様にスレーブ点弧計数器227が
クロツク動作によつてゼロまで減数すると、スレ
ーブ・トリガ割込み信号が発生され、割込みコン
トローラ223及び点弧マスク・バツフア233
に供給される。このバツフアには、スレーブ・チ
ヤンネルの位相制御整流器1′の次のセルの対に
対する適正なマスクがマイクロプロセツサ222
から装入されている。マイクロプロセツサがA/
D変換器236からマスター・チヤンネル及びス
レーブ・チヤンネルの直流線路電流信号(IMDC
びISDC)を受取る。この変換器は、これらの2つ
の信号に結合されたマルチプレクサ(MUX)2
38に結合されている。マイクロプロセツサは
A/D変換器240を介して速度調整器からの誤
差信号をも受取る。セルの点弧の後、マイクロプ
ロセツサ222がこの位相制御整流器の次のセル
を点弧するまでの時間を計算する。この時間が、
現在の時刻に対応する時間計数器225の値と比
較される。残り時間の差がデータ母線を介して点
弧計数器226又は227に装入され、この計数
器がこの後ゼロまで減数して、割込みコントロー
ラ223を介して更に別の割込みを発生させ、そ
れによつてセル点弧プログラムが開始される。 第1A図乃至第1D図のブロツク図の内、イン
バータ2,2′の点弧を制御する為に加算器19
からの速度誤差信号に応答する部分のデイジタル
形の構成が第2B図に示されている。第2B図に
は、PLM86言語でプログラムされたインテル社
製80286型マイクロプロセツサ(MP)302が
示されており、これはインテル社製8259型割込み
コントローラ303によつて制御される内蔵割込
みプログラムを持つている。コントローラ303
が周知の様に割込みを発生し、それによつてマイ
クロプロセツサ302が或るタスク又は計算を実
行し、典型的には将来の或る事象を実行するまで
の時間を減数計数器に貯蔵する。減数計数器がゼ
ロに達すると、計数器が別の割込みを発生し、そ
れによつてその事象が開始され、その後計数器は
次の事象を実行するまでの時間が装入される。 第2B図にはソフトウエア形式の位相固定ルー
プが示されており、4つの計数器を用いる。即
ち、位相固定ループ(PLL)計数器304、時
間計数器305、点弧計数器306及びパルス列
制限(PTL)計数器307である。動作につい
て説明すると、位相固定ループ計数器304によ
つて可変周波数源を作る為、クロツク発振器30
8からの4.9152MHzの出力パルス列を、データ母
線309を介してマイクロプロセツサ302から
送られて来る信号「プリセツトN」によつて定め
られた値Nで除算する。計数器304の出力は、
次に述べる様にして、個々の磁束ψ′ca,ψ′ab,
ψ′bcの周波数の512倍の周波数に保たれる様にな
つている。 時間計数器305が最初に特定の磁束波のクロ
スオーバのときに値512にセツトされ、計数器
304からのクロツク・パルス毎に1だけ減数さ
れる。計数器305が1まで減数すると、値51
2にリセツトされる。この為、計数器305は磁
束波形に対する位相角の目安を与える。時間計数
器305にあるカウントがデータ母線310を介
してマイクロプロセツサ302に送られ、そこで
デイジタルI/Oポート111を介してインバー
タのセル(図に示してない)を点弧する為の位相
基準として使われる。疑似磁束波形ψ′ca,ψ′ab,
ψ′bcをゼロ交差検出器312に通し、この検出
器が磁束波がゼロを通過する度に同期パルスを発
生することにより、同期が達成される。これらの
パルスが割込みコントローラ303に送られ、こ
のコントローラがマイクロプロセツサ302に割
込みをして、クロスオーバ・サービス・プログラ
ムを開始する。ゼロ交差検出器312は電動機磁
束波形の相対的な符号を表わす3ビツト数をも発
生し、この数がマイクロプロセツサ302に送ら
れて読取られ、どのゼロ交差が割込みパルスの基
になつたかを確認する為に使われる。ゼロ・クロ
スオーバ・サービス・プログラムが時間計数器3
05の値を読取り、それを特定の磁束波の交差に
対する正しい値と比較して、計数器305及び磁
束波の間の位相誤差を発生する。この誤差が新し
い「プリセツトN」の値を計算する為に使われ、
この値が位相固定ループ計数器304に装入され
る。 サイリスタに点弧信号が印加されてから、誘導
電動機に給電する電流制御形インバータでこのサ
イリスタが導電を開始する時までにはかなりの遅
延があることがあり、電動機速度が高く電動機の
負荷が軽い時に、特にそうである。この遅延は、
最初に点弧されている特定のサイリスタが逆バイ
アスされ、転流コンデンサが負荷を介して放電す
るまでは、このサイリスタに電流が流れない様
に、転流コンデンサが放電されていることによる
ものである。電動機磁束と電流の間の所望の関係
を保つ為、この遅延を補償しなければならない。
電流が実際に流れる時刻を、電動機線路差電流の
ゼロ交差を監視するゼロ交差検出器313によつ
て測定して、ゼロ交差が検出される度に、割込み
コントローラ303に対する割込み信号を発生す
る。割込みコントローラがマイクロプロセツサ3
02に割込みをして、遅延判定プログラムを開始
する。ゼロ交差検出器313が電動機差電流の相
対的な符号を表わす3ビツト数をも発生し、この
数がマイクロプロセツサ102に送られて読取ら
れ、どのサイリスタがゼロ交差と関連しているか
を確認する為に使われる。遅延判定プログラムが
現在の交差時刻と(角度指令及びオフセツトに基
づく)点弧までの無補正時間とを比較し、この値
を利得を介してソフトウエア積分器に入力し、遅
延角を求める。遅延角は0゜及び120゜の間にクラン
プされる。転流遅延は時間が一定の現象であるか
ら、この遅延を補償する必要性が速度の関数とし
て低下する。従つて、補償器のサンプリング速度
が負荷周波数の6倍であるから、これによつて調
整器ループの利得が実質的に周波数に追従する様
になり、補償器を本質的に安定化する。 点弧までの時間が、この後、点弧までの無補正
時間から遅延角を差し引いたものとして決定され
る。残り時間は、点弧までの時間から、時間計数
器の読みを減算することによつて決定され、この
為、角度の度数で測定した残り時間が減数計数器
に装入されて、減数計数器がカウント・セロまで
クロツク動作で減数した時、次のセルの点弧を要
求する割込みが発生される。 インバータ2にある各々のサイリスタ・セルの
点弧のタイミングが点弧計数器306によつて定
められる。或るセルの点弧の後、マイクロプロセ
ツサ302が次のセルを点弧するまでの時間を計
算する。この時間は点弧までの無補正時間から積
分した遅延角を差し引いたものである。この時間
を、現在の時刻に対応する時間計数器305の値
と比較する。差が残り時間であり、それがデータ
母線を介して点弧計数器306に装入され、この
計数器がこの後ゼロまで減数して、割込みコント
ローラ303を介して更に別の割込みを生じさ
せ、それがセル点弧プログラムを開始する。 第3図Aには、積分した線間電圧Vabを、3角
電流abに転流インダクタンスに比例する係数
Kを乗じたものと加算した値が示されている。第
3図Aの波形は全般的に正弦状であつて、各相電
圧に転流ノツチが生じるにもかゝわらず、明確に
限定されたゼロ交差を持つている。第3図B及び
第3図Cは、夫々適当な倍率を掛けた3角電流と
加算した、積分した線間電圧Vbc及びVcaを示し
ている。 位相固定ループは2つの計数器(位相固定ルー
プ計数器及び時間計数器)、及び3つの比較器を
有し、これらの比較器が、積分した電源側又は負
荷側線間電圧の極性に応じた状態を表わす3つの
論理ビツトを計算機に供給する。3つの比較器の
出力が夫々第3図の、D,E及びFに示されてい
る。これらの3ビツトは、60゜の範囲内の3つの
相電圧の瞬時角度関係を示す。比較器の出力は、
積分電圧の各々のゼロ交差で割込みパルスをハー
ドウエアで取出す為にも使われる。即ち、第3図
のG,H,I及びJに示す様に、60゜毎に割込み
が発生される。 動作について説明すると、位相固定ループ計数
器は5MHzでクロツク動作をする減数計数器であ
つて、Nで除算する値が装入され、計数器がゼロ
まで減数計数して、電源側又は負荷側電圧の基本
周波数の周期あたり512回の出力パルスを発生す
る様になつている。この為、位相固定ループ計数
器は360゜/512、即ち、0.703゜のクロツク・パルス
を発生し、これを使つて点弧計数器、時間計数
器、そして負荷側の場合は、パルス列制限計数器
のクロツク動作を行なう。これらの3つは全て減
数計数器である。負荷側の時間計数器には、積分
電圧Vbcのマイナス側からプラス側への変化に対
応する時刻に、512のカウントが最初に装入され
る。この時刻は、相間電圧Vabのプラス側からマ
イナス側への変化にも対応する。時間計数器が1
まで減数計数すると、再び512が装入され、クロ
ツク・パルス毎に1カウントだけ減数し続ける。
電源側の時間計数器の動作は同様であるが、どち
らかと云えば任意の理由により、時間計数器に最
初に512を装入するのが、相電圧Vabのマイナス
側からプラス側への変化の時、又は負荷側の時間
計数器とは180゜ずらした時に行なわれる点が異な
る。負荷側電圧を電源側電圧と位相同期させる
時、時間計数器の間のこの変位を考慮に入れなけ
ればならない。 位相固定ループの目的は、位相固定ループ計数
器に対するNで割る値の装入を調整して、位相固
定ループ計数器から出るクロツク・パルスが、基
本周波数の512倍になる様にすることである。詳
細は負荷の0乃至120Hzの周波数範囲で変わり、
電源側と負荷側の間でも若干変わるが、考えは同
じである。磁束波(積分した線路間電圧)のゼロ
交差が起る時、優先順位の高い割込みプログラム
が発生し、時間計数器及び比較器の3ビツトを読
取つて、どのゼロ交差が発生したかを確認する。 特定のゼロ交差に対する時間計数器の正しい値
が判つており、正しい値及び実際の値の間の差が
誤差信号を表わし、それが比例+積分形調整器に
入力される。調整器の出力が、位相固定ループ計
数器に対する更新された、Nで割る装入値であ
る。 従つて、時間計数器は0.703゜の分解能で角度位
置θを定め、電圧波の基本周波数は、こうして計
算したNで割る装入値の逆数の一定倍に比例す
る。こうして取出した周波数の値をこの発明の同
期電動機駆動装置に対する速度帰還信号として使
い、滑りを補正し、そ後誘導電動機駆動装置に対
する速度帰還として使う。然し、電源と同期する
様に指令された時、速度調整器は周波数調整器に
変更され、この為、誘導電動機駆動装置に対して
は、負荷周波数の滑り補正はもはや行なわれな
い。 同期制御の1つの目的は、電源側及び負荷側の
位相固定ループ計数器に対するNで割る装入値か
ら取出した電源側及び負荷側の周波数を等しく
し、更に任意の変位に対する補正をした後、電源
側及び負荷側の時間計数器の瞬時値を等しくする
ことによつて、電源側及び負荷側の角度位置θを
同期させることである。 第4図にはこの発明の同期制御装置の簡略ブロ
ツク図が示されている。第1A図乃至第1D図に
も示す様に、変圧器7が電源側変換器1、インダ
クタ5及び負荷側変換器2で構成されたマスタ
ー・チヤンネルと、同等の素子1′,5′及び2′
で構成されたスレーブ・チヤンネルとを3相電源
母線に結合する。変圧器11がインバータ接触器
135を介して2つのチヤンネルを誘導電動機9
に結合する。電源母線は側路接触器137を介し
て電動機に直結になつている。積分器63がマス
ター・チヤンネルの電源電圧に結合されて、積分
した線路電圧信号を発生し、比較器401が電源
側のセグメント数を決定する。60Hz電源の基本周
波数の6倍に等しい信号が、ブロツク403のゼ
ロ交差検出器で、比較器401の出力から決定さ
れる。積分器37がマスター・チヤンネルのイン
バータ電圧に結合されて電動機磁束信号を発生
し、比較器405がセグメント数を発生する。比
較器405からのセグメント番号から、ブロツク
407にあるゼロ交差検出器によつて、電動機に
供給される基本周波数の6倍に等しい信号が決定
される。積分した電圧波及び磁束波の絶対値が
夫々ブロツク409,411で決定される。2つ
の信号をブロツク413,415で夫々アナロ
グ・デイジタル変換した後、2つの信号が加算点
417で比較され、電源側制御装置であるマイク
ロプロセツサ222の優先順位の低いプログラム
419に供給される。電源の基本周波数の6倍を
表わす信号が電源側割込みチツプ223に結合さ
れる。第4図で点線421と交差する全ての信号
は、負荷側及び電源側のマイクロコンピユータ3
02,222の間の通信バスによつて伝達され
る。 電源割込みチツプ223が優先順位の低いプロ
グラム419及び優先順位の高いソース・プログ
ラム423に対して割込み信号を供給する。負荷
制御装置からのセグメント数が優先順位の高いソ
ース・プログラム423に供給される。 優先順位の低いソース割込みプログラム419
の出力は、負荷側マイクロコンピユータの負荷制
御点弧角プログラム425に伝達される点弧角信
号に対する磁束補正と、やはり負荷側マイクロコ
ンピユータにある負荷速度調整器プログラム42
7に対する速度設定値の調節である。 次に第1A図乃至第1D図、第2A図、第2B
図及び第4図の構成の動作を説明する。電源電圧
と負荷電圧の間の位相誤差を取出す為、負荷側の
「磁束」波のゼロ交差信号と、どの60゜割込みが発
生したかを表わす負荷側比較器の3ビツトとが、
夫々加算器417及びブロツク407から電源側
制御装置に送られる。ゼロ交差信号が電源側制御
装置で優先順位の高い割込みプログラム423を
発生し、これが負荷側比較器の3ビツトを見て、
積分された負荷電圧のプラス又はマイナスのゼロ
交差を表わすゼロ交差に対し、電源側の時間計数
器を読取る。電源電圧及び負荷電圧が同期してい
れば、任意の特定の負荷側のゼロ交差の割込みに
対する電源側の時間計数器の正しい読みが前以つ
て判つている。この為、特定の負荷側のゼロ交差
の割込みの時の、電源側の時間計数器の実際の読
みと既知の正しい読みの間の差が、電源電圧及び
負荷電圧の間の位相誤差を表わす。 電動機が電力コンデイシヨナによつて駆動され
ていて、電源母線に切換えるという指令が発せら
れたと仮定する。速度設定値が、電源母線の周波
数に等しい周波数設定値に変更され、レート制限
器を介して速度調整器に送られる。周波数設定値
は電源母線から、又は電源側の位相固定ループか
ら発生することが出来る。速度帰還が速度設定値
から予め設定された許容公差の範囲内にある時、
位相調整器及び電圧等化調整器が同時に作動され
る。 位相調整器は、上に述べた様にして決定した電
源と負荷の位相誤差を利得ブロツクに通し、その
結果得られた信号を速度(周波数)設定値と加算
して、負荷出力周波数が位相誤差をゼロにする様
に変わる様にする。即ち、負荷の位相が電源の位
相より遅れていれば、位相誤差が周波数設定値を
増加して、位相誤差をゼロにする様に電動機トル
クを増加する。 位相誤差が単純な利得ブロツクを通るが、調整
器は、位相帰還信号の速度から位置への変換によ
つて、ループ内に固有の積分があるという点で、
タイプ1のシステムである。この為、ループが位
相誤差をゼロに調整する。固有の積分が認められ
ず、例えば位相調整器が比例+積分形調整器で、
1ラジアン/秒の速度調整器に0.1ラジアン/秒
のクロスオーバを供給する場合、システムの動作
は非常に鈍く、その結果得られる性能は受入れる
ことが出来ない。 単純な利得を持つ位相調整器を使うと、位相調
整器の応答は速度調整器の応答と比肩し得る。理
由は後で説明するが、同期モードに入る時、速度
調整器の利得を約4:1にすること、即ち4ラジ
アン/秒のループ・クロスオーバにすることが必
要であることが判つた。速度調整器の利得をこの
様に増加しないと、位相調整器は、調整器をその
ゼロ点から離そうとするループの擾乱があるかの
様に、所望の値から30゜変更される傾向がある。
この擾乱を第5A図乃至第5D図について説明す
ることが出来る。 最初に第5A図に示した6パルス形電流制御式
インバータ誘導電動機駆動装置を考える。直流線
路リアクトルの両側に於ける典型的な直流線路の
電圧波形が第5B図及び第5C図に示されてい
る。これらの2つの波形の間の差が、直流線路リ
アクトルに印加される電圧であり、これによつて
直流線路に電流リツプルが生じ、それが原因で電
動機には小さなトルク擾乱が生ずる。電源側及び
負荷側の両方の変換器が、同期しようとする時
に、60Hzで動作している場合、この直流線路の電
流リツプルの周波数は第5D図に示す様に720Hz
であるが、丁度同期した時は、瞬時リツプル電圧
は最大であつて、その周波数は360Hzに下がる。
この両方の因子によつて直流線路に最大電流リツ
プルが生ずる。その為、トルク擾乱が最大にな
り、慣性の小さい負荷装置では、そこで動作させ
ようとする点から強制的に位相調整器を離そうと
する小さな速度擾乱が生ずることがある。速度調
整器に余分の利得を持たせると、このトルク擾乱
を克服する助けとなり、所望の動作点の前後の位
相変調がなくなつた。後で説明する電圧等化調整
器の応答を高めることによつても、この擾乱を克
服する助けとなることを述べておかなければなら
ないが、この発明の最終的な装置では、別の理由
で、速度調整器に余分の利得を持たせることを選
んだ。 好ましい実施例の電流制御形インバータ誘導電
動機駆動装置は12パルス装置であり、電力変換ブ
リツジの定格は700乃至900ボルトである。駆動す
る大抵の電動機は4160ボルトであるから、電力変
換器の入力側及び出力側の両方に4160:800ボル
トの変圧器を用いる。典型的には、これらの変圧
器は3角結線の入力と3角結線及びY結線の2次
側とを持つていて、30゜位相した2組の3相電圧
を発生する。2つのチヤンネルの制御装置を同様
に30゜変位している。これによつて12パルス動作
が行なわれる。即ち、入力及び出力の電流波形か
ら第5及び第7高調波が除去される。変圧器7の
3角結線の2次巻線を持つチヤンネル変圧器11
の3角結線の1次側をも持つ変圧器/ブリツジ形
式に伴う位相同期の問題について云うと、両方の
6パルス・チヤンネルがこの問題に加わるから、
問題は6パルス装置の2倍になる。然し、出力変
圧器巻線を入れ替えることにより、即ち、第1A
図乃至第1D図及び第4図に示す様に、変圧器1
1の3角結線の1次巻線を、Y結線の2次側を持
つ変圧器7を有するチヤンネルに接続し、変圧器
11のY結線の1次巻線を変圧器7の3角結線の
2次側を持つチヤンネルに接続すると共に、この
移相を制御装置で考慮に入れることにより、変圧
器の高圧側に於ける電源電圧及び負荷電圧の間の
ゼロの位相誤差が、直流線路リアクトルで、リツ
プル電流の最大の時ではなく、リツプル電流の最
小の時に起る点で、位相同期が簡単になることが
判つた。変圧器の接続を切換えたことによつて何
の問題も起らない。この発明は、インバータを電
動機に結合するのに変圧器を使わない駆動装置で
は、変圧器の接続を切換えずに作用し得る。 前に述べた様に、電動機を線路に同期させる指
令が発せられ、電動機及び電源周波数が等しい
時、位相調整器及び電圧等化調整器の両方が同時
に作動される。電圧等化調整器は前に説明した。
誘導電動機駆動装置で電圧等化を達成する為、磁
束調整器の設定点を磁束対トルク指令プロフイー
ルのブロツク33から、ブロツク133の積分し
た又は適当に倍率を掛けた電源電圧振幅kVSに切
換える。電流の過渡状態を防止する為、磁束調整
器の設定値を一方の状態から他方の状態へ傾斜関
数で変える。磁束調整器41は約1ラジアン/秒
のクロスオーバを持つ比例+積分形調整器であ
る。この調整器が第1A図乃至第1D図に示され
ている。磁束調整器が、源電流調整器及び負荷点
弧角調整器の両方に作用することに注意された
い。軽負荷の時、磁束調整が、主に電流を通じて
行なわれ、重負荷の時、磁束調整が主に負荷の角
度の制御を通じて行なわれる。 一旦電動機を線路に切換える指令が発せられ、
位相及び電圧の両方が所定の許容公差内に等化さ
れた時、側路接触器の両側にある第4図の計器用
変圧器429により、接触器の両端の電圧がゼロ
であることを2重検査し、その後側路接触器を閉
じ、その後インバータと電動機の間の接触器を開
路する。典型的には、一旦電動機が60Hzに達する
と、側路接触器を閉じる前に、位相同期及び電圧
等化の為に約1秒が必要である。 以上は電動機を電力コンデイシヨナから電源母
線に切換える場合を説明した。残り半分の問題
は、同期外しの指令により、電動機を電力コンデ
イシヨナに逆に切換える場合である。この為、側
路接触器がまだ閉じている間、電力変換器内のサ
イリスタを点弧する前に、電動機から電力コンデ
イシヨナへの接触器を閉路する。制御装置は休止
(idle)モードにあり、そして電動機電圧が存在
するので、負荷側位相固定ループがこの電動機
(電源電圧)に同期している。一旦電源側及び負
荷側の位相固定ループが所定の許容公差の範囲内
で夫々の電圧に同期すると、負荷側の反相回路
(diammetric)を用いる負荷側の反相回路を用い
るには、電動機の同じ相に接続された2つのサイ
リスタを点弧する様に指令を出し、それと同時に
電源側変換器の電流に指令を出して、電流の流れ
を制限することにより、負荷側の両方の6パル
ス・チヤンネルを短絡する。反相回路の目的は直
流線路に電流を積成して、適正なサイリスタを点
弧して、負荷側の反相回路を点弧しなくした時、
転流コンデンサがこの後の点弧で負荷電流を転流
する位に充電される様にすることである。負荷側
がその反相回路を点弧しなくすると、電源側は、
電源母線から給電されている電動機に現在流れて
いる値まで、その電流を傾斜関数に従つて増加す
る。この時間の間、電力変換器にある速度調整器
は不作動にされ、電力変換器は実質的にトルク制
御器として動作する。正しい値の電流を供給し且
つ負荷側を電動機電圧と同期させることの他に、
負荷側は正しい角度で点弧しなければならない。
これは、電動機駆動装置として動作するのに使わ
れたのと同じ点弧角対トルク・プロフイールを用
いることによつて決定される。即ち、点弧角が指
令トルクに追従する。2つの6パルス変換器チヤ
ンネルの電流の和が電動機電流に等しい時、電源
母線から給電される電流はゼロであり、従つて、
側路接触器を開路すると同時に、電力変換器の速
度調整器及び磁束調整器を作動し、速度調整器の
出力を現在供給されている電流に初期設定すると
共に、同様に磁束調整器の設定値を、現存の磁束
レベルから、第1A図乃至第1D図のブロツク3
3のトルク対磁束プロフイールによつて指令され
る正常な値まで傾斜関数に従つて下げることを担
当させる。 この発明の好ましい実施例は12パルス形誘導電
動機駆動装置である。この発明は、何れも変換器
の点弧を制御する為に位相固定ループを用いる電
源側変換器及び負荷側変換器を持つ6パルス形交
流電動機駆動装置にも用いることが出来る。 米国特許第4449087号に記載されている様な同
期電動機駆動装置でも、同期を達成する為に同じ
手順を用いることが出来るが、磁束調整器が電圧
等化作用を達成する為に界磁制御器に作用し、同
期外し過程で負荷側変換器に反相通路を設定する
必要がない点が異なる。同期電動機駆動装置のイ
ンバータ負荷で転流されるから、転流コンデンサ
を設けなくてもよい。 以上は電源側変換器及び負荷側変換器を持つて
いて、各々変換器の点弧を制御する為に位相固定
ループを用いる電動機駆動装置で、余分のハード
ウエアを必要とせずに、電動機を電力コンデイシ
ヨナから電源母線に又は電源母線から電力コンデ
イシヨナに無衝撃に切換える制御装置を説明し
た。 この発明を好ましい実施例について具体的に図
示し且つ説明したが、当業者であれば、この発明
の範囲内で種々の変更を加えることが出来ること
が理解されよう。 次に示す付表は、ソフトウエア・モジユール
のコンピユータ・プログラムをPLM言語で記載
したものである。
Relationship to Related Applications This application is related to U.S. Patent Application Nos. 626,999, 626,982, and 627,000, filed July 2, 1984. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention switches an AC motor from receiving power directly from a power bus to receiving power from a solid-state inverter, and
The present invention relates to control for switching an AC motor from a state in which it receives power from a solid-state inverter to a state in which it receives power directly from a power supply bus. In some applications, such as static starters for gas turbines, the purpose of variable speed solid state power converters is to replace diesel engines. This brings the turbine/generator up to a self-sustaining speed, at which point it fires the turbine and brings the generator up to speed such that it can be synchronized and switched to the power grid. An advantage of using solid state power converters is that one converter can be used to start one turbine and then switch to starting another turbine. In other applications, such as variable speed fan and pump drives, power converters are used to achieve variable speed operation, but it may be desirable to switch the electric motor to the power bus for sustained operation at high speeds. There is. In this type of drive device, if the power converter fails, the support device switches the motor to the power bus,
It is often used in critical applications where the process is designed to be controlled by some mechanical throttling means. In this case, the power converter is faulty, so switching is bumpless.
The power converter is disconnected from the circuit and the motor is switched to the power line. Shockless switching is defined as switching without causing unwanted current transients in the motor, inverter or power supply bus. Normal switching of a non-faulty power converter is to equalize the voltage and phase of the motor with the power bus, then make-before-break the motor with respect to the power bus.
This is done without impact by switching to the break method. The other half of the problem is to be able to switch the motor from the power supply bus to the power converter without shock. The purpose of this invention is to provide a phase-locked loop for controlling the firing of the transducer.
To provide control for shock-free switching of a motor from a power conditioner to a power source bus or from a power source to a power conditioner without requiring extra hardware in a motor drive device having a power source side converter and a load side converter. That's true. SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect of the invention, an alternating current source powered from a power conditioner such that the power side converter and the load side converter of the power conditioner each use a phase-locked loop to control their respective firings. A method is provided for synchronizing a motor to a power bus. The method includes synchronizing a phase-locked loop of a power-side converter with an integrated power supply bus voltage and synchronizing a phase-locked loop of a load-side converter with a motor flux. Next, the phase error between the outputs of both phase-locked loops is determined and amplified. Add the amplified phase error and speed regulator setting. The set value of the speed regulator is the frequency of the power supply bus, so the speed regulator becomes an inverter frequency regulator. The voltage on the power supply side is compared with the pressure of the integral motor, and the difference is supplied to the magnetic flux regulator. This flux conditioner changes the magnetic flux to reduce this difference. After this, the AC motor is switched to the power bus. Another aspect of the invention provides a method for synchronizing an AC motor powered from a power bus to a power conditioner. The source and load side converters of the power conditioner each use a phase-locked loop to control the firing of their respective converters. The method includes coupling the power conditioner to the power supply bus without firing a controllable switch of the power conditioner's converter while the motor is still coupled to the power supply bus. The speed regulator should be deactivated. The phase-locked loop of the power-side converter is synchronized with the integrated power supply bus voltage, and the phase-locked loop of the load-side converter is synchronized with the motor flux. The motor current is then measured and used to generate torque commands for the power and load side transducers. In response to the torque command, a controllable switch in the load-side transducer is fired. The current supplied by the power-side converter is ramped upward to the same value being supplied to the motor in response to the torque command. The current provided by the power conditioner is compared to the motor current. When the current supplied by the power conditioner and the motor current are the same, the power bus is disconnected from the motor.
The speed regulator and flux regulator of the power conditioner are activated at the same time as the power bus is disconnected. The output of the speed regulator is initialized to the value of the current being supplied, and the set point of the flux regulator ramps downward to the value commanded by the torque vs. flux profile. While novel features of the invention are set forth in the claims, the structure, operation, and other objects and advantages of the invention will be best understood from the following description of the drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In Figures 1A-1D, an induction motor drive is shown that includes two parallel converters. The first converter in parallel is composed of a power-side converter, which is a phase-controlled rectifier 1 in this example, and a load-side converter, which is a current-controlled automatic successive commutation inverter 2 in this example. There is. During motor operation,
A phase-controlled rectifier 1 supplies a DC current of variable magnitude to an inverter 2 via a DC line reactor 5 . The first converter in parallel is also referred to in this specification as the master channel. The second converter in parallel, called the slave channel, consists of the same elements as the master channel, namely a phase-controlled rectifier 1' and an automatic successive commutation inverter 2', coupled by a DC line reactor 5'. It is configured. Primary side of triangular connection, secondary side of triangle connection, and 2nd side of Y connection
A three-phase transformer 7 with a secondary side couples the external three-phase power supply to the master and slave channels, respectively. The inverters 2 and 2' are Y-connected and triangularly connected.
It operates to supply 12 pulses, 6-phase power to the induction motor 9 via a 3-phase transformer 11 having a triangularly connected secondary side. The primary side of the wye connection is coupled to inverter 2 of the master channel, and
The primary side of the square connection is coupled to the inverter 2' of the slave channel. Commanded speed ω r * is an input signal to the AC motor drive controller and is supplied to rate limiter 18 via switch SW1. The output of the rate limiter is compared in adder 19 with the speed reference signal ω r . The speed reference signal ω r is calculated by a slip calculator 20 from the motor current, magnetic flux, and firing angle of the master channel, and this slip is calculated by the switch.
It is generated by coupling via SW2 to a summing point 21 and subtracting it from the frequency ω e of the power supplied to the induction motor 9 at the summing point 21 . The error signal emerging from the summing point 19 is supplied to a speed regulator circuit 25 having a transfer function of k(1+τs)/s, where s is the Laplace operator. The output of the speed regulator is the torque command T * . This torque command is sent to three control paths via switch SW4. The upper control path includes two phase controlled rectifiers 1,
1' current is controlled. The central control path controls the magnetic flux of the induction motor 9 by controlling the firing of the switching devices in the inverters 2, 2'. The center passage applies flux correction to the torque command T * supplied to the upper and lower passages.
Function block 33 converts the torque reference signal T * into a magnetic flux command ψ * . The function performed by function block 33 is to add an offset to ensure that a constant level of flux is obtained when the torque is zero. The flux command is provided via switch SW3 to summing point 35 where it is compared with flux signal ψ p to form a flux error signal. The magnetic flux signal ψ p is determined by integrating the output voltage of the inverter 2 with an integrator 37 and passing this signal through a peak detector 38 . The output of summing point 35 is supplied to limiter 43 via gain block 41 and switch SW5. The output of limiter 43 is supplied to addition point 45 together with the magnitude of torque command T * output from function block 36. The output of the limiter 43 is when the magnetic flux differs from the commanded value.
The current command is adjusted to convert the upper current control path into a magnetic flux regulator when the torque and command torque are both near zero. The flux error signal from gain block 41 is also provided to offset function block 47. The output signal from block 47 is coupled to multiplier 49 on the lower control path. Offset function block 4
7 produces an output of 1 when the flux error signal is zero. The output of offset function block 47 is when the commanded magnetic flux is greater than the actual magnetic flux.
1, reducing the angle between the motor current and the magnetic flux and diverting more of the available current to the flux generating axis. The flux correction current signal from summing point 45 is provided to function block 51, which generates current command I * . This current command is a current feedback signal at addition point 53.
Compared to I FB . The current feedback signal is
An absolute value block 57 from a current sensor 55 on each of the three lines feeding the phase controlled rectifier 1 of the channel receives the three sensed line currents and provides a current feedback representing the magnitude of the three signals. Generates signal I FB . Current regulator 59, which can be a proportional-integral regulator, generates voltage command signal V * in response to the current error from summing point 53. Voltage to firing angle converter 61, which may be implemented as a lookup table, generates firing angle command α * in response to voltage command V * received via switch 60. The firing circuit for the phase-controlled thyristor bridge, including the phase-locked loop integrator, zero-crossing detector, cell firing block and reduction counter, is the same as that described in U.S. Pat. No. 4,490,087. The three-phase line voltage supplied to the phase-controlled thyristor bridge is integrated in an integrator 63, and the zero crossing of the integrated voltage is determined in block 65 to generate a synchronized pulse train with a frequency six times the line frequency into a phase-locked loop. Formed against 67. A preferred form of apparatus available for integrating line voltage consists of the circuit described in U.S. Pat. No. 4,399,395.
This circuit operates between broken lines by means of commutation notches that appear in the waveform of each phase voltage during the time that each phase current is switched from one phase to another by appropriate firing of the individual thyristors. It acts to reproduce the voltage waveform. The line voltage reproduction preferred in this invention is as follows:
Adding at least one integrated line voltage with a commutation notch and a signal corresponding to at least one "triangle" current derived from the difference between the two phase currents multiplied by a multiple representing the commutation inductance. It consists of a composite waveform generated by When a zero-crossing signal occurs, the phase-locked loop 6
Read the time counter at 7. The correct reading of the time counter at this time is known, and the difference between the actual and correct values represents the phase error, which is passed through a software proportional-integral regulator. The output of the regulator provides a high frequency clock to the phase-locked loop counter such that the clock frequency from the phase-locked loop counter is 512 times the fundamental frequency of the line voltage supplied to the phase-controlled thyristor bridge. Represents the value used when dividing. The frequency 512 times the fundamental frequency has an angular resolution of 0.703 degrees of the fundamental frequency and acts as the clock frequency for the subtraction counter 69. Commanded firing angle α * is added to the cell offset from lookup table 71. By Lutskup Table,
One of six offsets is obtained based on the variable PH, which represents the next pair of cells to fire. Every time a cell fires, the variable PH is incremented. The term cell in this specification refers to a controllable switch or thyristor within a converter.
The variable PH, which can take values from 1 to 6 in total, indicates which pair of cells should be fired next, as shown in the table below. PH ON cell numbers 1 6 and 1 2 1 and 2 3 2 and 3 4 3 and 4 5 4 and 5 6 5 and 6 The bridge cells of converters 1 and 3 are as follows according to their firing order: A number is attached. 1 3 5 4 6 2 Phase A is connected between cells 1 and 4, Phase B is connected between cells 3 and 6, and Phase C is connected between cells 5 and 2.
connected between. The duration of each variable PH
60°, and each cell is fired by a 120° high frequency pulse train. The current count of the time counter in the phase-locked loop 67 on the power supply side is subtracted at a summing point 68 and the resulting value is loaded into a subtraction counter 69. When the subtraction counter 69 reaches zero, a signal is sent to the cell firing block 75 which fires the appropriate thyristor pair of the phase controlled rectifier 1 in the master channel and in block 73 sets the variable PH. Sends a signal to increase the number. To ensure proper load balancing between the master and slave channels, elements 53',
55', 59', 60', 61', 68', 69', 7
A separate current regulator consisting of 1', 73', 75' is coupled to the phase controlled rectifier 1' of the slave channel. The elements shown here with a dash are constructed and operate in the same manner as the equivalent elements previously described, except that the current feedback signal to summing point 53' is fed from the phase-controlled rectifier of the slave channel; At summing point 68' a firing angle offset of 30° is introduced and the cell firing signal for firing the next pair of thyristors from cell firing block 75' is
The difference is that it is coupled to the phase controlled rectifier 1' of the slave channel. A motor current flux angle generator 77 in the lower control path receives the torque command T * and generates the desired angle between motor current and motor flux. This motor current flux angle is modified by a multiplier 49 in response to a flux error signal from a gain block 41. The resulting motor current flux angle is converted from the motor current flux angle to the firing angle α by a converter 79
is converted to the equivalent firing angle α. The firing angle α is added in adder 81 to the offset determined by lookup table 83. This lookup table 83 contains one value for each variable PH representing the next pair of cells to fire.
It has 6 offsets. A counter 84 whose variable PH is incremented each time the inverter 2 is turned on.
obtained from. The output of adder 81 is the uncorrected time to fire the array, which is the master
Automatic sequential commutation type inverter 3 in the channel
corresponds to the time (expressed in degrees of angle) until the next pair of cells on the load side are fired. In the adder 87, a current-controlled commutation circuit allows
To compensate for the delay in the thyristor's current pickup when it is fired, a delay angle (in degrees) is subtracted from the uncorrected time to fire the array. This delay angle is determined by measuring the three line currents a, b, c from the master channel inverter using current sensor 89. The difference currents ab, bc, and ca are determined in block 91, which converts line currents into triangular connection currents. A zero crossing detector 93 generates a digital signal when a zero crossing of the difference current occurs and a 3 bit segment number representing the difference current having the zero crossing. These two sets of signals from the zero crossing detectors are provided to a line current pickup detector 95;
This detector determines which thyristor firing is associated with the time of the last zero crossing and current pickup. The difference between the actual current zero crossing and the intended zero crossing is determined in summer 97. The delay angle is input to an integrator 99, and the output of the integrator is clamped by a limiter circuit 101 having upper and lower limits of 0° and 120°, respectively. The “time to ignition” signal from the adder 87 is sent to the adder 105.
, the current count of phase-locked loop 103 is decremented to determine the "time to go." The remaining time is charged to the subtraction counter 107.
This downcounter is clocked by a clock signal from phase locked loop 103. When the down counter 107 times out, the cell firing block 111 fires the next pair of cells in the inverter 2 in the master channel. Integrator 3
7. Zero crossing detector 109, cell firing circuit 111
and reduction counter 107 operate similarly to the corresponding firing circuit described for the upper control loop.
To determine the firing time for inverter 2' in the slave channel, the remaining time from adder 105 is summed with the 30° signal in adder 110.
After 30 electrical degrees from the master channel inverter 2, the slave channel inverter 2' is ignited. When the output transformer 11 is connected as shown in FIG. 1D, the variable PH of the slave channel is one count ahead of the master channel. If the output of transformer 11 is 3
If the secondary side of the square connection is connected to the master channel and the secondary side of the Y connection is connected to the slave channel, the variable PH of the slave channel will lag behind the value of the variable PH of the master channel. The adjusted remaining time is loaded into a down counter 107' which is clocked by phase locked loop 103. Reduction counter 10
When time 7' expires, firing block 111' fires the next pair of cells of inverter 2' in the slave channel. Further details regarding the operation of the power-side ignition control system, including delay compensation, can be found in the aforementioned U.S. patent application Ser. No. 626,999. The primary side of the Y-connection and triangular connection of the transformer 11 is
The case where power is supplied from two parallel converters to a three-phase motor with a relative phase shift of 30° has been illustrated, but without introducing a 30° phase shift by a transformer, It is also possible to feed the phase motors. When using a six-phase motor, the output of each inverter is coupled to a different set of three-phase windings. If a fault condition such as overcurrent or shoot-through occurs on one or both channels, block 113
When detected, a signal is provided to switch controller 115 and via one input of two-input OR gate 117 to switch controller 115', causing switches 60, 60' to control their respective currents. Instead of the regulators 59, 59', converters 61, 61' from voltage command to angle command are used in the inversion limit block 1.
It is coupled to the reversal limit command from 19. The reversal limit command causes the firing pulses supplied to the phase-controlled rectifiers 1, 1' to be sent to the phase-controlled rectifiers up to the reversal limit, thus providing zero current to the two inverters 2, 2'. To ensure proper commutation of inverter 2 during light load conditions, a 6-pulse mode block 121
receives a torque command signal T * and a rotor speed signal ω r and a light load high speed condition exists as determined by the speed exceeding the predetermined value and the torque being less than the predetermined value; Switch 60' is toggled by switch controller 115' to couple voltage command to firing angle command converter 60' to the reversal limit. When only one channel is operating at high speed and light load condition, the load of the remaining inverter 2 increases and its commutation time is kept below 120°,
Guarantees stable operation. The above describes the configuration of FIGS. 1A to 1D in the case of variable speed motor operation. Next, the driving format shown in FIGS. 1A to 1D regarding synchronization will be explained. Synchronization is the time just before switching the AC motor directly to the power supply, during which the phase error between the power supply bus voltage and the motor voltage increases between the signals θ S and θ L from the phase-locked loops 67 and 103. directly determined by the instantaneous difference between The signals θ S and θ L are compared in adder 125 and the resulting phase error is transferred to adder 1 via simple gain block 127 and switch SW4.
Sent to 29th. The speed command ω S YNC from the phase-locked loop 67 is the switch, not the command speed ω r * .
It is coupled to rate limiter 18 via SW1.
The output of rate limiter 18 is summed with the output of gain block 127 in adder 129. Switch SW
2 disconnects the slip calculator 20. A speed error is determined in adder 19. By comparing the absolute value of the power supply voltage V S from block 131 multiplied by an appropriate multiplier in gain block 133 with the absolute value of the integrated motor voltage, the voltage amplitude error between the power supply bus and the motor is obtained. It will be done. The switch SW3 disconnects the function block 33, and by this switch,
The absolute value kV S obtained by multiplying the power supply voltage by an appropriate multiplier is coupled to a summing point 35. Instead of this, the supply voltage V S
can be integrated to determine its absolute value and compared with the motor flux. The error from summing point 35 is coupled to flux regulator 41 . Typically, the flux regulator settings are determined from the programmed flux versus torque profile of block 33 as dictated by the speed regulation profile of block 25. Inverter contactor 135 couples the secondary of transformer 11 to induction motor 9 when the inverter contactor is closed. The bypass contactor 137 couples the three-phase power bus to the induction motor 9 when the bypass contactor 137 is closed. Before closing the shunt contactor 137, the mains voltage is measured by a transformer (not shown) and this voltage is coupled to the inverting input of the amplifier 139 and output by the transformer (not shown). The measured motor voltage is coupled to the non-inverting input of amplifier 139. The absolute value of the difference signal from amplifier 139 is determined by absolute value circuit 141. Comparator 1
43 compares the output of the absolute value circuit with a reference level,
If the power supply voltage and motor voltage are equal, a logic 1 is generated. Before closing the inverter contactor, the absolute value of the inverter current I ML of the master channel and the absolute value of the inverter current I SL of the slave channel are compared in summer 145 with the absolute value of the motor current I M . An absolute value circuit 147 coupled to the three-phase current by a current sensor 89 determines the absolute value of the master channel inverter current. An absolute value circuit 149 coupled to the three-phase current by a current sensor 151 determines the absolute value of the slave channel inverter current. An absolute value circuit 153 coupled to the motor three-phase current by a current sensor 155 determines the absolute value of the motor current. The difference signal from adder 145 is coupled to absolute value circuit 157. Comparator 159 compares the output of absolute value circuit 159 to a fixed reference level and returns a logic 1 if the motor current is equal to the sum of the master and slave channel inverter currents.
is generated, and the motor current is connected to the master and slave.
Generates a logic 0 when it is not equal to the sum of the channel inverter currents. When switching the motor from the power bus to the power conditioner, the inverter contactor 135
and connect the inverters 2, 2' to the motor.
Open the switch SW5 to disable the magnetic flux regulator 41. Switch SW4 is not a speed command,
It is in a position to generate a torque command based on the motor current I M that has passed through the rate limiter 161. Comparator 159 tests to determine when the inverter voltage has increased enough to supply the full motor current and bypass contactor 137 can be opened. In the block diagram of Fig. 1, phase control rectifier 1,
A digital implementation of the components responsive to the speed error signal from adder 19 to fire 1' is shown in FIG. 2A. Next, referring to Figure 2A, the Intel 80286 microprocessor (MP) is programmed in the PLM 86 language.
222 is shown, which is manufactured by Intel.
It has a built-in interrupt program controlled by the 8259A interrupt controller 223. The controller 223 generates interrupts in a well-known manner that cause the microprocessor 222 to perform some task or computation and typically set a down counter to the time it takes to perform some future event. Store.
When the down counter reaches zero, the counter generates another interrupt, which starts the event, and after this,
The counter is reloaded with the time until the next event is executed. Referring to FIG. 2A, a software-based phase-locked loop is shown using four calculators. i.e. Phase Locked Loop (PLL)
a counter 224, a time counter 225, a master firing counter 226, and a slave firing counter 227. In operation, 4.9152 MHz output pulses from clock oscillator (OSC) 229 are sent from microprocessor 222 via data bus 230 to create a variable frequency source by phase-locked loop counter 124. Divide by the value N determined by the signal "Preset N". Counter 2
The output of 24 is maintained at a frequency 512 times the frequency of the individual magnetic flux waves ψ'ca, ψ'ab, and ψ'bc in the following manner. The time counter 225 is initially set to the value 512,
Each clock pulse from counter 224 decrements by one. When the counter 225 decreases to 1,
It will be reset to 512. For this reason, the counter 225 is
Provides a guideline for the phase angle for the magnetic flux waveform. The count of time counter 225 is sent via data bus 231 to microprocessor 222 which fires a phase control regulator thyristor (not shown) via firing mask buffers 232, 233. It is used as a phase reference for Synchronization is achieved by passing the pseudo flux waveforms ψ'ca, ψ'ab, ψ'bc through a zero crossing detector 234 which generates a synchronization pulse each time the flux waves cross zero. These pulses are transmitted to the interrupt controller 22.
3, which is supplied to the microprocessor 222
interrupt and start the crossover service program. Zero crossing detector 234 also generates a 3-bit number representing the relative sign of the motor flux waveform, which is sent to microprocessor 222 where it is read to determine which zero crossings cause an interrupt pulse. It is used to check whether an event has occurred. A zero crossover service program reads the value of time counter 225 and compares it to the correct value for a particular flux wave crossing to generate a phase error between counter 225 and the flux number. This error is used to calculate a new "preset N" and this value is used in the phase-locked loop counter 22.
4. The timing of the firing of each thyristor cell in the phase-controlled regulator 1, 1' is determined by a firing counter 22.
6,227. When master firing counter 226 is clocked down to zero, a master trigger interrupt signal is generated and provided to interrupt controller 223 and to firing mask buffer 232.
This buffer is loaded by the microprocessor 222 with an appropriate mask for the pair of cells to be fired next to the phase controlled rectifier 1 of the master channel. Similarly, when the slave firing counter 227 is clocked down to zero, a slave trigger interrupt signal is generated which interrupts the interrupt controller 223 and the firing mask buffer 233.
is supplied to In this buffer, the appropriate mask for the next pair of cells of the phase-controlled rectifier 1' of the slave channel is stored in the microprocessor 222.
It is charged from The microprocessor is A/
It receives the master channel and slave channel DC line current signals (I MDC and I SDC ) from the D converter 236 . This converter has a multiplexer (MUX) 2 coupled to these two signals.
38. The microprocessor also receives an error signal from the speed regulator via A/D converter 240. After firing a cell, microprocessor 222 calculates the time until firing the next cell of this phase controlled rectifier. This time is
It is compared with the value of time counter 225 corresponding to the current time. The difference in remaining time is fed via the data bus into a firing counter 226 or 227, which counter then decrements to zero and generates yet another interrupt via the interrupt controller 223, thereby causing the The cell firing program is then started. In the block diagrams of FIGS. 1A to 1D, an adder 19 is used to control the firing of the inverters 2 and 2'.
The digital configuration of the portion responsive to the speed error signal from the oscilloscope is shown in FIG. 2B. FIG. 2B shows an Intel 80286 microprocessor (MP) 302 programmed in the PLM86 language, which runs a built-in interrupt program controlled by an Intel 8259 interrupt controller 303. I have it. Controller 303
generates an interrupt in a well-known manner that causes the microprocessor 302 to perform some task or computation, typically storing time in a down counter until some future event is performed. When the down counter reaches zero, the counter generates another interrupt, which initiates that event, after which the counter is charged with time until the next event is executed. A phase-locked loop in software form is shown in FIG. 2B and uses four counters. namely, a phase locked loop (PLL) counter 304, a time counter 305, a firing counter 306, and a pulse train limit (PTL) counter 307. In operation, clock oscillator 30 is used to create a variable frequency source via phase-locked loop counter 304.
The 4.9152 MHz output pulse train from the microprocessor 302 is divided by the value N determined by the signal "Preset N" sent from the microprocessor 302 via the data bus 309. The output of the counter 304 is
As described below, the individual magnetic fluxes ψ′ca, ψ′ab,
The frequency is maintained at 512 times the frequency of ψ′bc. Time counter 305 is first set to a value of 512 at the crossover of a particular flux wave and is decremented by one on every clock pulse from counter 304. When the counter 305 decrements to 1, the value 51
It is reset to 2. Therefore, the counter 305 provides a measure of the phase angle with respect to the magnetic flux waveform. The count in time counter 305 is sent via data bus 310 to microprocessor 302 where it is used as a phase reference for firing the inverter cells (not shown) via digital I/O port 111. used as. Pseudo magnetic flux waveform ψ′ca, ψ′ab,
Synchronization is achieved by passing ψ'bc through a zero-crossing detector 312, which generates a synchronization pulse each time the flux wave crosses zero. These pulses are sent to interrupt controller 303, which interrupts microprocessor 302 to initiate the crossover service program. Zero crossing detector 312 also generates a 3-bit number representing the relative sign of the motor flux waveform, which is sent to microprocessor 302 for reading and determining which zero crossing was the basis of the interrupt pulse. Used for confirmation. Zero crossover service program time counter 3
05 and compares it to the correct value for the particular flux wave intersection to generate the phase error between the counter 305 and the flux wave. This error is used to calculate the new "Preset N" value,
This value is loaded into phase locked loop counter 304. There can be a significant delay between the time the ignition signal is applied to the thyristor and the time when this thyristor starts conducting in the current-controlled inverter feeding the induction motor, and when the motor speed is high and the motor load is light. Sometimes, especially so. This delay is
This is due to the fact that the commutating capacitor is discharged so that no current flows through it until the particular thyristor that is fired first becomes reverse biased and the commutating capacitor discharges through the load. be. This delay must be compensated for to maintain the desired relationship between motor flux and current.
The time at which current actually flows is measured by a zero crossing detector 313 which monitors the motor line differential current for zero crossings and generates an interrupt signal to the interrupt controller 303 each time a zero crossing is detected. Interrupt controller is microprocessor 3
02 and starts the delay determination program. Zero-crossing detector 313 also generates a 3-bit number representing the relative sign of the motor difference current, which is sent to microprocessor 102 for reading to determine which thyristor is associated with the zero-crossing. used to do. A delay determination program compares the current crossing time to the uncorrected time to firing (based on the angle command and offset) and inputs this value via the gain to the software integrator to determine the delay angle. The delay angle is clamped between 0° and 120°. Since commutation delay is a time-constant phenomenon, the need to compensate for this delay decreases as a function of speed. Therefore, since the sampling rate of the compensator is six times the load frequency, this causes the gain of the regulator loop to substantially track frequency, essentially stabilizing the compensator. The time to ignition is then determined as the uncorrected time to ignition minus the delay angle. The remaining time is determined by subtracting the reading of the hour counter from the time to ignition; therefore, the remaining time, measured in degrees of angle, is loaded into the subtractive counter and When clocked down to count zero, an interrupt is generated requesting the firing of the next cell. The timing of firing of each thyristor cell in inverter 2 is determined by firing counter 306 . After firing one cell, microprocessor 302 calculates the time until firing the next cell. This time is the uncorrected time to ignition minus the integrated delay angle. This time is compared with the value of time counter 305 corresponding to the current time. The difference is the time remaining, which is fed via the data bus into the firing counter 306, which counter then decrements to zero and causes yet another interrupt via the interrupt controller 303; It starts the cell firing program. FIG. 3A shows the sum of the integrated line voltage Vab and the triangular current ab multiplied by a coefficient K proportional to commutation inductance. The waveform of FIG. 3A is generally sinusoidal with well-defined zero crossings, although commutation notches occur in each phase voltage. Figures 3B and 3C show the integrated line voltages Vbc and Vca, respectively, summed with the triangular currents multiplied by appropriate multipliers. The phase-locked loop has two counters (a phase-locked loop counter and a time counter) and three comparators, and these comparators change the state depending on the polarity of the integrated power supply side or load side line voltage. The computer is supplied with three logical bits representing . The outputs of the three comparators are shown at D, E and F, respectively, in FIG. These three bits indicate the instantaneous angular relationship of the three phase voltages within a 60 degree range. The output of the comparator is
It is also used to derive an interrupt pulse in hardware at each zero crossing of the integrated voltage. That is, as shown at G, H, I, and J in FIG. 3, an interrupt is generated every 60 degrees. To explain the operation, the phase-locked loop counter is a subtractive counter that clocks at 5MHz. A value to be divided by N is loaded, the counter subtracts to zero, and then calculates the power supply side or load side voltage. It is designed to generate 512 output pulses per period of the fundamental frequency. To this end, the phase-locked loop counter generates a 360°/512, or 0.703°, clock pulse that is used to run the firing counter, time counter, and, on the load side, the pulse train limit counter. Performs clock operations. All three of these are reducing counters. The time counter on the load side is initially charged with a count of 512 at the time corresponding to the change of the integrated voltage Vbc from the negative side to the positive side. This time also corresponds to a change in the phase-to-phase voltage Vab from the plus side to the minus side. time counter is 1
When the count is down to 512, the 512 is loaded again and continues to decrement by one count per clock pulse.
The operation of the time counter on the power supply side is similar, but for some rather arbitrary reason, it is better to insert 512 into the time counter first than when the phase voltage Vab changes from the negative side to the positive side. The difference is that it is performed when the time counter is shifted by 180 degrees from the time counter or the time counter on the load side. This displacement between the time counters must be taken into account when phase synchronizing the load side voltage with the supply side voltage. The purpose of the phase-locked loop is to adjust the charge of the divide-by-N value to the phase-locked loop counter so that the clock pulses coming out of the phase-locked loop counter are 512 times the fundamental frequency. . Details vary depending on the frequency range of the load from 0 to 120Hz,
There are some differences between the power supply side and the load side, but the idea is the same. When a zero crossing of the magnetic flux wave (integrated line voltage) occurs, a high priority interrupt program is generated and reads the three bits of the time counter and comparator to determine which zero crossing has occurred. . The correct value of the time counter for a particular zero crossing is known, and the difference between the correct value and the actual value represents an error signal that is input to the proportional-integral regulator. The output of the regulator is the updated charge value divided by N for the phase-locked loop counter. The time counter therefore determines the angular position θ with a resolution of 0.703°, and the fundamental frequency of the voltage wave is proportional to a constant multiple of the reciprocal of the charge value divided by N thus calculated. The frequency value thus retrieved is used as a speed feedback signal for the synchronous motor drive of the present invention to compensate for slippage and then used as speed feedback for the induction motor drive. However, when commanded to synchronize with the power supply, the speed regulator is changed to a frequency regulator, so there is no longer load frequency slip correction for the induction motor drive. One purpose of synchronous control is to equalize the frequencies on the power supply side and the load side, which are taken from the charge value divided by N for the phase-locked loop counters on the power supply side and the load side, and after making corrections for any displacement, The purpose is to synchronize the angular positions θ on the power source side and the load side by making the instantaneous values of the time counters on the power source side and the load side equal. FIG. 4 shows a simplified block diagram of the synchronous control device of the present invention. As also shown in FIGS. 1A to 1D, the transformer 7 is connected to a master channel consisting of a power-side converter 1, an inductor 5, and a load-side converter 2, and equivalent elements 1', 5', and 2. ′
and a slave channel configured with a three-phase power supply bus. The transformer 11 connects the two channels to the induction motor 9 via the inverter contactor 135.
join to. The power supply busbar is directly connected to the electric motor via a bypass contactor 137. An integrator 63 is coupled to the master channel power supply voltage to generate an integrated line voltage signal, and a comparator 401 determines the number of segments on the power supply side. A signal equal to six times the fundamental frequency of the 60 Hz power supply is determined from the output of comparator 401 in block 403, a zero crossing detector. An integrator 37 is coupled to the master channel inverter voltage to generate the motor flux signal and a comparator 405 generates the segment number. From the segment number from comparator 405, a zero crossing detector in block 407 determines a signal equal to six times the fundamental frequency supplied to the motor. The absolute values of the integrated voltage wave and magnetic flux wave are determined in blocks 409 and 411, respectively. After the two signals are analog-to-digital converted in blocks 413 and 415, respectively, the two signals are compared at a summing point 417 and supplied to a low-priority program 419 of the microprocessor 222, which is the power supply side control device. A signal representing six times the fundamental frequency of the power supply is coupled to the power supply interrupt chip 223. All signals crossing the dotted line 421 in FIG.
02 and 222 by a communication bus. Power supply interrupt chip 223 provides interrupt signals to low priority program 419 and high priority source program 423. The number of segments from the load controller is provided to the high priority source program 423. Low priority source interrupt program 419
The output of is a flux correction to the firing angle signal which is transmitted to the load control firing angle program 425 of the load side microcomputer and a load speed regulator program 42 also located in the load side microcomputer.
Adjustment of the speed set point for 7. Next, Figure 1A to Figure 1D, Figure 2A, Figure 2B
The operation of the configuration shown in FIG. 4 will be explained. To extract the phase error between the supply voltage and the load voltage, the zero-crossing signal of the "flux" wave on the load side and the 3 bits of the load side comparator indicating which 60° interrupt has occurred are
The signals are sent from adder 417 and block 407 to the power supply side control device, respectively. The zero crossing signal generates a high priority interrupt program 423 in the power side controller, which looks at the 3 bits of the load side comparator and
Read the time counter on the power supply side for zero crossings that represent positive or negative zero crossings of the integrated load voltage. If the supply and load voltages are synchronized, the correct reading of the supply side time counter for any particular load side zero crossing interrupt is known in advance. Thus, the difference between the actual reading of the power supply side time counter and the known correct reading at the time of a particular load side zero crossing interrupt represents the phase error between the power supply voltage and the load voltage. Assume that the motor is being driven by a power conditioner and a command is issued to switch to the power bus. The speed setpoint is changed to a frequency setpoint equal to the power bus frequency and sent to the speed regulator via the rate limiter. The frequency setpoint can be generated from the power supply bus or from a phase-locked loop on the power supply side. When the speed feedback is within a preset tolerance from the speed setpoint,
The phase regulator and voltage equalization regulator are activated simultaneously. The phase adjuster passes the phase error between the power supply and load determined as described above through a gain block, adds the resulting signal to the speed (frequency) setting value, and adjusts the load output frequency to the phase error. so that it changes so that it becomes zero. That is, if the phase of the load lags behind the phase of the power source, the phase error increases the frequency setting value, and the motor torque is increased so that the phase error becomes zero. Although the phase error passes through a simple gain block, the regulator has an inherent integral in the loop due to the velocity-to-position conversion of the phase feedback signal.
This is a type 1 system. Therefore, the loop adjusts the phase error to zero. A unique integral is not recognized, for example, the phase adjuster is a proportional + integral type adjuster,
If a 1 rad/sec speed regulator is supplied with a 0.1 rad/sec crossover, the system will run very sluggishly and the resulting performance will be unacceptable. Using a phase regulator with simple gain, the response of the phase regulator can be compared to that of a speed regulator. For reasons explained later, it has been found that when entering synchronous mode, it is necessary to have a speed regulator gain of approximately 4:1, or a loop crossover of 4 rad/sec. Without increasing the gain of the speed regulator in this way, the phase regulator would tend to change by 30° from its desired value, as if there were a disturbance in the loop trying to move the regulator away from its zero point. be.
This disturbance can be explained with reference to FIGS. 5A-5D. First, consider the 6-pulse current controlled inverter induction motor drive shown in FIG. 5A. Typical DC line voltage waveforms on both sides of the DC line reactor are shown in Figures 5B and 5C. The difference between these two waveforms is the voltage applied to the DC line reactor, which causes a current ripple in the DC line, which causes a small torque disturbance in the motor. If both the source side and load side converters are operating at 60Hz when trying to synchronize, the frequency of the current ripple in this DC line is 720Hz as shown in Figure 5D.
However, when synchronization is just achieved, the instantaneous ripple voltage is at its maximum and its frequency drops to 360Hz.
Both factors result in maximum current ripple in the DC line. As a result, the torque disturbance becomes maximum, and in a load device with small inertia, a small speed disturbance may occur that forces the phase adjuster away from the point at which it is intended to operate. Having extra gain in the speed regulator helped overcome this torque perturbation, eliminating phase modulation around the desired operating point. It should be mentioned that increasing the response of the voltage equalization regulator, which will be explained later, also helps overcome this disturbance, but in the final device of this invention, for other reasons. , chose to have extra gain in the speed regulator. The current controlled inverter induction motor drive of the preferred embodiment is a 12 pulse device and the power conversion bridge is rated for 700 to 900 volts. Since most electric motors drive 4160 volts, we use 4160:800 volt transformers on both the input and output sides of the power converter. Typically, these transformers have a triangular input and triangular and wye-wired secondary sides, producing two sets of three-phase voltages that are 30 degrees out of phase. The control devices of the two channels are similarly displaced by 30°. This results in a 12-pulse operation. That is, the fifth and seventh harmonics are removed from the input and output current waveforms. Channel transformer 11 with triangularly connected secondary winding of transformer 7
Regarding the phase synchronization problem associated with transformer/bridge formats that also have triangularly connected primaries, both six-pulse channels add to the problem:
The problem is twice that of a 6-pulse device. However, by swapping the output transformer windings, i.e.
As shown in Figures 1D and 4, the transformer 1
The triangularly connected primary winding of transformer 11 is connected to a channel having a transformer 7 having a Y-connected secondary, and the Y-connected primary winding of transformer 11 is connected to the triangularly connected primary winding of transformer 7. By connecting the channel with the secondary side and taking this phase shift into account in the controller, a zero phase error between the supply voltage and the load voltage on the high voltage side of the transformer is achieved in the DC line reactor. , it has been found that phase locking is simplified in that it occurs at the time of the minimum ripple current, rather than the time of the maximum ripple current. No problems arise from switching the transformer connections. The invention can work in drives that do not use a transformer to couple the inverter to the motor without switching the transformer connection. As previously stated, when a command is issued to synchronize the motor to the line, and the motor and line frequencies are equal, both the phase adjuster and voltage equalization adjuster are operated simultaneously. The voltage equalization regulator was previously described.
To achieve voltage equalization in the induction motor drive, the set point of the flux regulator is switched from block 33 of the flux versus torque command profile to the integrated or suitably multiplied supply voltage amplitude kV S of block 133. To prevent current transients, the setting value of the magnetic flux regulator is changed from one state to the other using a ramp function. Flux regulator 41 is a proportional-integral regulator with a crossover of about 1 rad/sec. This regulator is shown in FIGS. 1A-1D. Note that the flux regulator acts on both the source current regulator and the load firing angle regulator. When the load is light, the magnetic flux is adjusted mainly through current, and when the load is heavy, the magnetic flux is adjusted mainly through controlling the angle of the load. Once a command is issued to switch the motor to the track,
The potential transformers 429 of FIG. 4 on each side of the shunt contactor ensure that the voltage across the contactor is zero when both the phase and voltage are equalized within predetermined tolerances. After thorough inspection, close the bypass contactor and then open the contactor between the inverter and the motor. Typically, once the motor reaches 60Hz, approximately 1 second is required for phase synchronization and voltage equalization before closing the shunt contactor. The above describes the case where the motor is switched from the power conditioner to the power bus. The other half of the problem is when an out-of-synchronization command switches the motor back to the power conditioner. To this end, while the bypass contactor is still closed, the contactor from the motor to the power conditioner is closed before firing the thyristor in the power converter. Since the controller is in idle mode and the motor voltage is present, the load-side phase-locked loop is synchronized to this motor (supply voltage). Once the source-side and load-side phase-locked loops are synchronized to their respective voltages within a given tolerance, load-side diammetric circuits can be used to By issuing a command to fire two thyristors connected to the same phase and at the same time issuing a command to the current of the power supply side converter to limit the current flow, both 6-pulse pulses on the load side are Short the channel. The purpose of the anti-phase circuit is to accumulate current in the DC line, fire the appropriate thyristor, and prevent the anti-phase circuit on the load side from firing.
The purpose is to charge the commutating capacitor to such an extent that it commutates the load current upon subsequent ignition. If the load side stops firing its antiphase circuit, the power source side will
The current is increased according to a ramp function up to the value currently flowing in the motor being powered from the power supply bus. During this time, the speed regulator on the power converter is deactivated and the power converter essentially operates as a torque controller. In addition to supplying the correct value of current and synchronizing the load side with the motor voltage,
The load side must fire at the correct angle.
This is determined by using the same firing angle versus torque profile used to operate as the motor drive. That is, the firing angle follows the command torque. When the sum of the currents of the two 6-pulse converter channels is equal to the motor current, the current supplied from the power supply bus is zero, and therefore:
At the same time as opening the bypass contactor, the speed regulator and magnetic flux regulator of the power converter are activated, and the output of the speed regulator is initialized to the currently supplied current, and the setting value of the magnetic flux regulator is also set. From the existing magnetic flux level, block 3 in Figures 1A to 1D
It is responsible for decreasing according to the ramp function to the normal value dictated by the torque vs. flux profile of 3. A preferred embodiment of the invention is a 12-pulse induction motor drive. The present invention can also be used in a 6-pulse AC motor drive system having a power-side converter and a load-side converter, both of which use a phase-locked loop to control the firing of the converter. The same procedure can be used to achieve synchronization in a synchronous motor drive such as that described in U.S. Pat. However, the difference is that there is no need to set an anti-phase path in the load-side converter during the desynchronization process. Since the current is commutated by the inverter load of the synchronous motor drive device, there is no need to provide a commutation capacitor. The above is a motor drive system that has a power-side converter and a load-side converter, each using a phase-locked loop to control the firing of the converter. A control device for switching from a conditioner to a power bus or from a power bus to a power conditioner without impact has been described. Although the invention has been particularly illustrated and described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications may be made within the scope of the invention. The following appendix describes the computer program of the software module in the PLM language.

【表】 〓*
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[Table] 〓*
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【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第1A図乃至第1D図はこの発明を
用いた12パルス形並列変換器駆動装置のブロツク
図、第2A図及び第2B図は第1図の駆動装置の
電源側及び負荷側変換器制御装置のデイジタル形
実施例のハードウエアを示す線図、第3図はこの
発明の動作を説明する為に共通の時間軸に対して
種々の波形を示した波形図、第4図はこの発明の
同期制御装置の簡略ブロツク図、第5A図は6パ
ルス形電流制御インバータ誘導電動機駆動装置の
概略図、第5B図乃至第5D図はこの発明の動作
を説明する為の波形図である。 (主な符号の説明)、1:電源側変換器、2:
負荷側変換器、9:交流電動機、37,63:積
分器、67,103:位相固定ループ、135:
インバータ接触器、137:側路接触器、40
9:絶対値回路(積分電圧)、411:絶対値回
路(磁束波)、417:加算点、419:優先順
位の低いプログラム、422:マイクロプロセツ
サ(源側)、423:電源側割込みチツプ、42
5:負荷側点弧角プログラム、427:負荷側速
度調整器プログラム。
1 and 1A to 1D are block diagrams of a 12-pulse parallel converter drive device using the present invention, and FIGS. 2A and 2B are power supply side and load side conversions of the drive device of FIG. 1. FIG. 3 is a waveform diagram showing various waveforms with respect to a common time axis to explain the operation of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the hardware of a digital embodiment of the device control device. FIG. 5A is a simplified block diagram of the synchronous control device of the invention, FIG. 5A is a schematic diagram of a 6-pulse current control inverter induction motor drive device, and FIGS. 5B to 5D are waveform diagrams for explaining the operation of the invention. (Explanation of main symbols), 1: Power supply side converter, 2:
Load side converter, 9: AC motor, 37, 63: Integrator, 67, 103: Phase locked loop, 135:
Inverter contactor, 137: Side path contactor, 40
9: Absolute value circuit (integrated voltage), 411: Absolute value circuit (magnetic flux wave), 417: Addition point, 419: Low priority program, 422: Microprocessor (source side), 423: Power supply side interrupt chip, 42
5: Load side firing angle program, 427: Load side speed regulator program.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 交流電動機が電源母線から直接、あるいは前
記電源母線と前記交流電動機との間に接続された
電力コンデイシヨナから電力(電圧および電流)
を選択的に供給され、前記電力コンデイシヨナは
電源側変換器および負荷側変換器を有し、前記変
換器はそれぞれが制御可能なスイツチを有しかつ
電動機速度制御ループおよび電動機トルク制御ル
ープで作動する各位相固定ループに応答して前記
制御可能スイツチの導通状態を制御しこれにより
前記交流電動機の動作状態を制御する種類の電動
機制御装置において、次の各工程を有する、前記
交流電動機に前記電源母線から電力を供給するこ
とあるいは前記電力コンデイシヨナから電力を供
給することとの間での切換えをする方法、 (a) 前記電力コンデイシヨナの変換器の前記スイ
ツチを導通させずに、前記電力コンデイシヨナ
を前記電源母線および前記交流電動機に結合す
る、 (b) 前記位相固定ループの各々を動作安定状態に
到達させる、 (c) 前記速度制御ループを不作動にする、 (d) 電動機電流を測定し、それを表わす電流帰還
信号を出す、 (e) 前記電流帰還信号を前記トルク制御ループに
印加してトルク指令を発生する、 (f) 前記トルク指令に応答して前記電源側変換器
を制御して、前記電動機電流と同じ電流の値を
達成する、 (g) 前記トルク指令に応答して前記負荷側変換器
を制御して、その制御可能スイツチを導通させ
る角度を制御する、 (h) 前記電力コンデイシヨナによつて前記電動機
に供給される電流を前記電動機の電流と比較す
る、 (i) 前記電力コンデイシヨナによつて供給される
電流と前記電動機の電流がほぼ同じであると
き、前記電源母線を前記電動機から切り離す、 (j) 前記電源母線を切り離すと同時に前記電力コ
ンデイシヨナの速度制御ループを作動し、速度
調整器の出力を現在供給されている電流の値に
初期設定する。 2 前記位相固定ループが更に、磁束調整ループ
で作動し、前記速度制御ループが不作動のとき前
記磁束調整ループを不作動にし、前記速度制御ル
ープが作動されるとき前記磁速調整ループを作動
させ、これにより、前記磁速調整ループの設定点
を前記トルク指令によつて要求される値に変化さ
せる特許請求の範囲1に記載の方法。 3 前記電力コンデイシヨナが、それぞれ電源側
変換器および負荷側変換器を有する2路を含み、
前記電力コンデイシヨナによつて前記電動機に供
給される前記電流が、前記2路の電流の和からな
る特許請求の範囲1に記載の方法。
[Claims] 1. An AC motor receives power (voltage and current) directly from a power bus or from a power conditioner connected between the power bus and the AC motor.
the power conditioner has a source-side converter and a load-side converter, each converter having a controllable switch and operating in a motor speed control loop and a motor torque control loop. In a motor control device of the type that controls the conduction state of the controllable switch in response to each phase-locked loop and thereby controls the operating state of the AC motor, the AC motor is connected to the power bus line, the AC motor having the following steps: (a) switching the power conditioner between supplying power from the power source and supplying power from the power conditioner without conducting the switch of the converter of the power conditioner; (b) allowing each of the phase-locked loops to reach a steady state of operation; (c) disabling the speed control loop; (d) measuring motor current and setting it to (e) applying the current feedback signal to the torque control loop to generate a torque command; (f) controlling the power converter in response to the torque command to (g) in response to the torque command, controlling the load-side converter to control the angle at which the controllable switch conducts; (i) when the current supplied by the power conditioner and the current of the motor are substantially the same, the power supply bus is removed from the motor; (j) activating the speed control loop of the power conditioner simultaneously with disconnecting the power supply bus, and initializing the output of the speed regulator to the value of the currently supplied current; 2. The phase-locked loop further operates with a magnetic flux regulation loop, disabling the flux regulation loop when the speed control loop is inactive, and activating the velocity regulation loop when the speed control loop is activated. 2. The method of claim 1, wherein the set point of the magnetic speed regulation loop is changed to the value required by the torque command. 3. The power conditioner includes two paths each having a power side converter and a load side converter,
2. The method of claim 1, wherein the current supplied to the motor by the power conditioner comprises the sum of the two paths of current.
JP14070085A 1984-07-02 1985-06-28 Method of controlling for converting shocklessly between solid state inverter of ac motor and power source bus Granted JPS6130995A (en)

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US626712 1975-10-29
US06/626,712 US4587474A (en) 1984-07-02 1984-07-02 Control for bumpless transfer of an AC motor between a solid-state inverter and a supply mains

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